自卸式散體物料運(yùn)輸船裝卸系統(tǒng)開發(fā)研究

徐鐵

摘 要：隨著科技的進(jìn)步和社會的發(fā)展，人類對環(huán)境保護(hù)的日益重視，作為散料輸送方式之一的管道物料輸送技術(shù)更得到了快速地發(fā)展和廣泛地應(yīng)用。本文論述了正負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)的自卸式物料運(yùn)輸船，散裝水泥（物料）的氣力卸船的成套技術(shù)的功能系統(tǒng)配置、原理和性能。

關(guān)鍵詞：散體物料運(yùn)輸船 系統(tǒng)設(shè)計 開發(fā)研究

1.前言

21世紀(jì)環(huán)保是時代的一個熱詞。隨著科技的進(jìn)步和社會的發(fā)展，人類對環(huán)境保護(hù)的日益重視，作為散料輸送方式之一的管道物料輸送技術(shù)更得到了快速地發(fā)展和廣泛地應(yīng)用。它已廣泛地應(yīng)用在石化輕工、糧食儲運(yùn)、建材、能源、交通、水利、環(huán)保等產(chǎn)業(yè)部門的裝卸貯運(yùn)和粉體工程各單元操作過程中。氣力輸送、漿體管道輸送技術(shù)雖已有較長的發(fā)展和應(yīng)用歷史，但對我國來說，管道物料輸送技術(shù)仍是一門較為年輕且應(yīng)用前景廣泛的跨部門新興學(xué)科，其研究開發(fā)應(yīng)用均方興未艾地發(fā)展。

根據(jù)市場和客戶的需求，我們研發(fā)了系列的正負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)的自卸式物料運(yùn)輸船，散裝水泥（物料）的氣力卸船的成套技術(shù)。

2.系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)計算

在輸送量（G）和輸送當(dāng)量水平距離（L）一定的情況下，氣力輸送管道系統(tǒng)設(shè)計包括以下3個方面：

2.1壓縮空氣消耗的計算

2.2.輸送管道管徑的計算

式中：

D——輸送管徑（m）

G——輸送量（t/h）140

γs——固體物料重度（kg/rn3）對粉煤灰可取1700

V——壓縮空氣消耗量（自由空氣）m3/min

ω1——輸送管道出口風(fēng)速，莫勒管長距離輸送粉煤灰時，一般取11～15m/s。

2.3壓縮空氣工作壓力計算

2.3.1.管道內(nèi)平均風(fēng)速為ω的計算

2.3.3.輸送粉煤灰的輸送壓力為：

P=P損+P1+P2

=0.183

式中：

P——輸送壓力，即管道入口壓力（MPa）

P損——輸送管道的壓力損失（MPa）

P1——送管道出口壓力損失（MPa）一般在0.003～0.005MPa

P2——富余壓力（MPa），查表

系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的計算值均在配套設(shè)備的安全值范圍之內(nèi)，符合安全原則。

3.裝卸系統(tǒng)設(shè)備艙布置圖

本船的貨艙區(qū)域分為前后兩部分。裝卸系統(tǒng)設(shè)備布置在前后貨艙之間，這樣方便布局、管理及節(jié)省建造、使用營運(yùn)成本（見圖1）。

4.裝卸系統(tǒng)原理

本系統(tǒng)通過2個轉(zhuǎn)載罐實(shí)行負(fù)壓抽吸原理。它是粉粒狀物料在氣力輸送工程中的一個重要裝置，該罐的作用是將粉粒狀物料從一個裝置吸出并送入另一個裝置，這種功能是靠一對真空壓力容器來完成的。這對真空壓力容器具有將“分離器”、“過濾器”和“雙倉泵”3種設(shè)備合而為一的功能。

當(dāng)它作為卸船機(jī)使用時，就可將散裝水泥（或粉煤灰）從船艙中抽吸到一個轉(zhuǎn)載罐內(nèi)，并在下一個工作循環(huán)中將散裝水泥（或粉煤灰）壓送到岸上的中轉(zhuǎn)庫內(nèi)。

當(dāng)2個轉(zhuǎn)載罐實(shí)行負(fù)壓抽吸卸船機(jī)與裝有流花床的船組合使用時，就使散裝粉料的水路運(yùn)輸真正做到全天候作業(yè)，徹底排除了二次污染，輸送效率較高，更適合專業(yè)運(yùn)輸船隊的使用。轉(zhuǎn)載罐（非標(biāo)定制）2個。罐體內(nèi)徑：2800mm，罐體高度：5600mm，設(shè)計壓力：0.44Mpa，工作壓力：0.40MPa，容器類別：一類，設(shè)計溫度：20℃，最高工作溫度：100℃，主體材料：Q345R，濾袋面積：35m2，過濾風(fēng)量：4500m3/h，脈沖噴吹間隔：1-60s。

如圖所示（見圖2），在圖2-a中A罐在抽吸進(jìn)料，B罐在壓送排料。在圖2-b中，已經(jīng)轉(zhuǎn)換成A罐在壓送排料，B罐在抽吸進(jìn)料，其轉(zhuǎn)換的指令是由罐內(nèi)的料位器發(fā)出的。當(dāng)然，也可以用時間繼電器發(fā)指令。

其中，正壓輸送供氣系統(tǒng)，壓力o.40MPa，風(fēng)量20m3/min，管徑φ100mm；負(fù)壓抽吸供氣系統(tǒng)，壓力-o.07MPa，風(fēng)量70m3/min，管徑φ250mm。

5.裝卸系統(tǒng)管路

5.1裝貨系統(tǒng)

在裝貨狀態(tài)時，庫區(qū)上的物料通過通經(jīng)為φ300mm的落料管在船舶貨艙區(qū)域的頂部直接灌輸?shù)角昂筘浥?，前后貨艙頂各設(shè)有1臺布袋式除塵器，每個貨艙頂各設(shè)有和岸上裝貨相接的關(guān)系及控制閥門。裝貨時，貨艙產(chǎn)生的粉塵右布袋式除塵器吸收，粉塵留下，氣體通過過濾排至大氣中（見圖3）。

5.2.卸貨系統(tǒng)

本船設(shè)有1套卸散體物料的機(jī)械設(shè)備及相關(guān)管路。卸貨時，壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣通過管路向貨艙斜槽面的帆布吹氣，帆布振動使物料流化后進(jìn)入貨艙底吸口處，通過設(shè)備艙的正負(fù)壓雙轉(zhuǎn)載罐，壓力輸送至岸上儲物罐（見圖3）。

上述的裝貨和卸貨管路可以看出，貨艙的負(fù)壓吸入管管徑和正壓輸送管管經(jīng)較大，因為，在氣體流量相同的情況下，輸送管徑越大，輸送壓力越低.原因在于管徑大，則流體的流動速度就越小，由此產(chǎn)生的壓力損失也就越小。換言之，在相同的輸送壓力下，較大直徑的輸送管將對應(yīng)著較大的氣體流量，同時也就能夠攜帶更多的粉煤物料流動，在輸送壓力相同的條件下，隨著輸送管徑的增大，粉煤質(zhì)量流量有較大幅度的增加。

6.結(jié)束語

自卸式散體物料運(yùn)輸船裝卸系統(tǒng)的成功研發(fā)，對散裝水泥（或粉煤灰）的運(yùn)輸和其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。同時為社會解決了進(jìn)入高齡化社會招收年壯勞動力的不足；制造業(yè)中的臟、累、危險工種和工作環(huán)境招工困難；需求的多樣化、個性化要求產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)多品種；要求產(chǎn)品的高質(zhì)量化和潔凈化；要求高效化和節(jié)能化。本文為相關(guān)的自卸式散體物料運(yùn)輸船裝卸輸送系統(tǒng)設(shè)計提供參考依據(jù)。